การตกแต่งในแม่พิมพ์ (IMD) และการติดฉลากในแม่พิมพ์ (IML)

การตกแต่งในแม่พิมพ์ (IMD) และการติดฉลากในแม่พิมพ์ (IML)

ประเด็นสำคัญ

• IMD ฉีดขึ้นรูปด้านหลังฟิล์มที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าและพิมพ์ที่ผิวด้านที่สอง ลวดลายจึงอยู่หลังชั้นพอลิเมอร์หนา 125–500 µm
• IML วางฉลากพิมพ์แบบแบนลงในแม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์ ยึดไว้ด้วยประจุไฟฟ้าสถิตหรือสุญญากาศตลอดรอบเวลา 4–8 วินาที
• หมึกถูกชะล้างเป็นข้อบกพร่องเฉพาะของ IMD ตำแหน่งเกตและความเร็วในการเติมเต็มเป็นตัวกำหนด ไม่ใช่ตัวหมึก
• การยึดติดระหว่างฟิล์มกับเรซินเป็นจุดอ่อน ควรระบุคู่เรซิน ชั้นเชื่อม และการทดสอบการยึดเกาะ ไม่ใช่ระบุเพียงงานกราฟิก

การตกแต่งในแม่พิมพ์ (IMD) และการติดฉลากในแม่พิมพ์ (IML)

การตกแต่งในแม่พิมพ์ (IMD) คือกระบวนการวางฟิล์มพอลิเมอร์ที่พิมพ์แล้ว ซึ่งโดยมากขึ้นรูปไว้ล่วงหน้า ลงในแม่พิมพ์ฉีด และฉีดเรซินด้านหลังฟิล์ม เพื่อให้ฟิล์มและลวดลายกลายเป็นผิวสำเร็จของชิ้นงาน ส่วนการติดฉลากในแม่พิมพ์ (IML) คือการวางฉลากพิมพ์แบบแบนลงในแม่พิมพ์เพื่อให้หลอมรวมกับชิ้นงานที่ขึ้นรูป โดยทั่วไปเป็นภาชนะพอลิโพรพิลีน ทั้งสองวิธีย้ายการตกแต่งเข้าไปอยู่ในรอบการขึ้นรูป จึงมักระบุร่วมกัน แม้ฟิล์ม เรซิน และต้นทุนจะต่างกัน

IMD เรียกอีกชื่อว่าการขึ้นรูปแบบแทรกฟิล์ม (FIM) และ IME (อิเล็กทรอนิกส์ในแม่พิมพ์) ต่อยอดจากวิธีนี้ โดยวางเส้นนำไฟฟ้า แผ่นสัมผัส และ LED บนฟิล์มก่อนขึ้นรูป พื้นผิวที่ตกแต่งจึงเป็นวงจรด้วย

IMD เทียบกับ IML: เส้นแบ่งอยู่ที่ใด

โครงสร้างของฟิล์มและฉลาก

ฟิล์ม IMD เป็นชั้นซ้อนกัน และทุกชั้นมีหน้าที่ของตน:

• ฟิล์มตัวรอง ค่าเริ่มต้นคือพอลิคาร์บอเนตหนา 125–500 µm โคเอกซ์ทรูชัน PC ที่เคลือบด้วย PMMA ช่วยเพิ่มความทนสภาพอากาศสำหรับชิ้นส่วนตกแต่งภายนอก PET เหมาะกับชิ้นงานแบน ส่วนฟิล์ม PP เป็นมาตรฐานของฉลาก IML
• ชั้นเคลือบแข็ง ชั้นผิวด้านหน้าที่บ่มด้วย UV หรือความร้อน หนา 3–10 µm เพื่อต้านทานรอยขีดข่วนและสารเคมี เกรดที่ขึ้นรูปได้จะบ่มสมบูรณ์หลังขึ้นรูปเท่านั้น
• งานกราฟิก พิมพ์ด้วยสกรีนหรือดิจิทัลที่ผิวด้านที่สอง มักมีสีพื้นหลังและชั้นกันแสงสำหรับงานออกแบบที่ใช้แสงด้านหลัง
• ชั้นกาวหรือชั้นเชื่อม ตัวประสานที่พิมพ์และกระตุ้นด้วยความร้อนให้เข้ากับเรซินที่ฉีดด้านหลัง PC กับ PC หลอมรวมกันได้โดยไม่ต้องใช้ ส่วน ABS และ PMMA มักต้องใช้

ดังนั้นการสึกกร่อนจึงโจมตีชั้นเคลือบแข็ง ไม่ใช่หมึก และรอยยึดติดที่ล้มเหลวในการใช้งานเกือบทุกครั้งคือระหว่างฟิล์มกับเรซิน ซึ่งกำหนดโดยความเข้ากันได้ของเรซินและอุณหภูมิแม่พิมพ์

ขั้นตอนกระบวนการและพารามิเตอร์หลัก

เส้นทาง IMD คือ พิมพ์ อบแห้ง ไดคัต ขึ้นรูป ตัดแต่ง ใส่ฟิล์ม ฉีดขึ้นรูป การขึ้นรูปคือการขึ้นรูปด้วยความร้อนเหนืออุณหภูมิทรานซิชันคล้ายแก้วของฟิล์ม หรือการขึ้นรูปด้วยแรงดันสูง (HPF) ต่ำกว่าอุณหภูมินั้นที่ 100–300 bar ซึ่งรักษาการลงทะเบียนภาพและรัศมีมุมคมได้ดีกว่า IML ไม่มีขั้นตอนขึ้นรูป

กฎการออกแบบฟิล์ม กราฟิก และเกต

• ความลึกของการดึงและรัศมี ควรคุมความลึกการดึงไม่เกินราว 30 mm และรัศมีมุม 2–3 mm สำหรับฟิล์มขึ้นรูปด้วยความร้อน HPF ทำได้ถึง 0.5–1 mm แต่ฟิล์มบางลงที่มุม จึงไม่ควรวางกราฟิกบริเวณมุม
• ตำแหน่งเกต วางเกตที่ด้านหลัง ห้ามผ่านบริเวณที่พิมพ์ เพื่อให้หน้าคลื่นการไหลผ่านกราฟิกเป็นแผ่น ไม่ใช่เป็นลำพุ่ง
• การลงทะเบียนภาพ ปรับงานต้นฉบับให้บิดเบือนล่วงหน้าตามการยืดจากการขึ้นรูป คาดว่าจะได้ ±0.1–0.3 mm บน HPF และ ±0.5 mm บนการขึ้นรูปด้วยความร้อน กำหนดตำแหน่งแผ่นฟิล์มจากส่วนที่ขึ้นรูป ไม่ใช่จากกราฟิก
• รอยย่นและฟองอากาศ หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนความลึกการดึงอย่างฉับพลัน ลดความคมของมุม อบฟิล์มให้แห้ง และเจาะช่องระบายอากาศตรงจุดที่ฟิล์มพบกับเรซิน

ข้อบกพร่องและการแก้ปัญหา

การกำหนดและตรวจสอบชิ้นงานที่ตกแต่งในแม่พิมพ์

IMD และ IML แลกข้อมูลแปรผันและต้นทุนแม่พิมพ์ต่ำกับความทนทานและปริมาณการผลิต แพดพริ้นต์และการปั๊มร้อนมีต้นทุนแม่พิมพ์ต่ำกว่าและเหมาะกับงานล็อตสั้น แต่หมึกยังอยู่บนพื้นผิว การมาร์กด้วยเลเซอร์และอิงก์เจ็ทรองรับหมายเลขลำดับที่ฟิล์มแบบคงที่ทำไม่ได้ หากกราฟิกต้องทนการสัมผัสมือและสารทำความสะอาดเป็นปี การตกแต่งในแม่พิมพ์ย่อมเหนือกว่า ดูการเปรียบเทียบวิธีตกแต่งพลาสติก

ข้อกำหนดต้องระบุโครงสร้างฟิล์ม (ฟิล์มตัวรอง ความหนา ชั้นเคลือบแข็ง หมึก ชั้นเชื่อม) เกรดเรซินที่ฉีดด้านหลัง ตำแหน่งเกต และการทดสอบที่ชิ้นงานต้องผ่าน งานกราฟิกเพียงอย่างเดียวไม่ใช่ข้อกำหนด

ทดสอบการยึดเกาะหลังผ่านการสัมผัสสภาวะต่าง ๆ ไม่ใช่เฉพาะชิ้นงานใหม่ และบันทึกว่ารอยต่อใดล้มเหลว ได้แก่ หมึกกับฟิล์ม ฟิล์มกับเรซิน หรือชั้นเคลือบแข็ง วิธีการแสดงรายละเอียดไว้ในการทดสอบความต้านทานการขัดสีและสารเคมีของพลาสติกตกแต่ง

ศัพท์และบทความที่เกี่ยวข้อง

• บริการตกแต่งและเก็บงานผิว
• พลังงานพื้นผิว
• การเร่งอายุ
• การวัดการยึดเกาะและความทนทานต่อการขัดสี
• การมาร์กด้วยเลเซอร์เทียบกับการพิมพ์อิงก์เจ็ท

การนำไปใช้ในการผลิต

The Sabreen Group ให้การสนับสนุนด้านวิศวกรรมแบบอิสระสำหรับการรับรองกระบวนการและการแก้ปัญหาการตกแต่งในแม่พิมพ์และการติดฉลากในแม่พิมพ์ หากอยู่ระหว่างกำหนดกระบวนการ รับรองวัสดุ หรือแก้ปัญหาในสายการผลิต ทีมบริการด้านวิศวกรรมของเรายินดีช่วยเหลือ ติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับการใช้งาน

คำถามที่พบบ่อย

การตกแต่งในแม่พิมพ์กับการติดฉลากในแม่พิมพ์ต่างกันอย่างไร

IMD วางฟิล์มที่พิมพ์และขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าหนา 125–500 µm ลงในแม่พิมพ์ และฉีด PC, PC/ABS, ABS หรือ PMMA ด้านหลัง ฟิล์มจึงกลายเป็นผิวด้านนอกของชิ้นงาน ส่วน IML วางฉลากพิมพ์แบบแบน ซึ่งมักเป็นพอลิโพรพิลีนหนา 50–100 µm ลงในแม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์ และเติมด้วยพอลิเมอร์ชนิดเดียวกัน

เหตุใดหมึกจึงถูกชะล้างใกล้เกตบนชิ้นงาน IMD

เกิดจากแรงเฉือนของหน้าคลื่นพลาสติกหลอมเหลวที่กระทำต่อหมึกด้านที่สอง สาเหตุที่พบบ่อยคือเกตอยู่ใกล้กราฟิกเกินไป ความเร็วในการเติมเต็มที่ตั้งไว้สำหรับชิ้นงานที่ไม่ตกแต่ง และอุณหภูมิหลอมอยู่ที่ปลายบนของช่วง ควรย้ายเกต ลดความเร็วการเติมเมื่อผ่านกราฟิก และพิมพ์ตัวประสานป้องกันทับบนหมึก

ฉลาก IML ถูกยึดอยู่ในตำแหน่งภายในแม่พิมพ์ได้อย่างไร

หุ่นยนต์วางฉลากบนแกนหรือในโพรงแม่พิมพ์ จากนั้นประจุไฟฟ้าสถิตจะตรึงฉลากไว้กับเหล็กที่ต่อกราวด์ หรือช่องสุญญากาศผ่านผิวแม่พิมพ์จะยึดไว้ ประจุสถิตเหมาะกับรอบเวลาเร็ว ส่วนสุญญากาศใช้เมื่อฉลากต้องไม่เคลื่อนตลอดการเติมเต็มที่ใช้เวลานาน

เรซินชนิดใดฉีดด้านหลังฟิล์ม IMD ได้

ฟิล์มพอลิคาร์บอเนตยึดติดโดยตรงกับ PC และ PC/ABS และยึดติดกับ ABS และ PMMA ผ่านชั้นเชื่อมที่พิมพ์ พอลิโพรพิลีนและพอลิเอทิลีนไม่ยึดติดกับฟิล์ม PC โดยใช้คู่กันได้เฉพาะกับฉลาก PP หรือ PE ใน IML เกรดที่เติมใยแก้วต้องพิมพ์ชั้นรองทึบแสง ควรรับรองคู่วัสดุใดก็ตามด้วยการทดสอบขีดตารางหลังวัฏจักรความร้อนและความชื้น

---